JP2011175868A - Lighting equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED等の発光素子を光源として用いる照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device using a light emitting element such as an LED as a light source.
近時、屋内又は屋外用の照明装置の光源としてLEDが用いられるようになってきている。LED等の発光素子は、その発光中に熱を発生し、温度が上昇するに従い、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、LEDやEL素子等の固体発光素子を光源とする照明装置にとって、発光効率の特性を改善したり耐用年数を延したりするために、発光素子の温度が上昇するのを抑制することが重要である。 Recently, LEDs have been used as light sources for indoor or outdoor lighting devices. A light emitting element such as an LED generates heat during light emission, and as the temperature rises, the light output decreases and the service life is shortened. For this reason, it is possible to suppress an increase in the temperature of the light emitting element in order to improve the characteristics of the light emission efficiency and extend the service life of the lighting device using a solid light emitting element such as an LED or an EL element as a light source. is important.
また、照明装置の筐体内には、発光素子に電力を供給して点灯制御するための電源装置や配線関係の部材を収容するスペースを確保する必要がある。しかしながら、発光素子から発生する熱の影響もあり、熱の影響を受けることが少なく、有効にスペースを確保するのが困難な状況にある。
従来、LED光源体の熱をこれと接触する光源体取付具に伝導し、さらに器具本体に伝導して放熱する照明器具が知られている(例えば、特許文献1参照)。
In addition, it is necessary to secure a space for housing a power supply device and wiring-related members for supplying power to the light emitting element to control lighting, in the housing of the lighting device. However, there is an influence of heat generated from the light emitting element, and it is hardly affected by heat, and it is difficult to effectively secure a space.
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a lighting fixture that conducts heat of an LED light source body to a light source body fixture in contact with the LED light source body, and further conducts heat to the fixture body to radiate heat (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に示されたものは、LED光源体の熱を光源体取付具を介して間接的に器具本体に伝導するものであり、また、LED光源体は、器具本体内に収容されているものではなく、電源装置や配線関係の部材を収容するスペースを有効に確保する点について何ら開示されていない。
However, the device disclosed in
本発明は、上記のような状況に基づきなされたもので、発光素子から発生する熱を効果的に放熱して発光素子の温度上昇を抑制するとともに、部材収納スペースを有効に確保し得る照明装置を提供すること目的とする。 The present invention has been made based on the above situation, and effectively radiates the heat generated from the light emitting element to suppress the temperature rise of the light emitting element and can effectively secure a member storage space. The purpose is to provide.
請求項1に記載の照明装置は、熱伝導性を有する本体と;この本体内に収容され、発光素子を光源とする光源部と;前記本体の内周壁と光源部との間に介在され、本体の内周壁との間に部材収容スペースを形成するスペーサ部材と;前記光源部と本体の内周壁とを、前記部材収容スペースを通過して熱的に結合する熱伝導手段と;を具備することを特徴とする。
The illumination device according to
熱伝導性を有する本体は、例えば、アルミニウム材料等の熱伝導が良好な材料で形成され、放熱フィン等が設けられて放熱面積が大きく、放熱効果が高くなるように構成されているものが好ましい。
発光素子とは、LEDや有機EL等の固体発光素子である。光源部は、発光素子を光源として用いるものであれば、その形態は、特段限定されるものではない。
The main body having thermal conductivity is preferably formed of a material having good thermal conductivity such as an aluminum material, and provided with a radiation fin or the like so as to have a large heat radiation area and a high heat radiation effect. .
A light emitting element is solid light emitting elements, such as LED and organic EL. If the light source part uses a light emitting element as a light source, the form will not be specifically limited.
スペーサ部材は、本体の内周壁を区画するものであり、その一面側には、例えば、光源部が取付けられる。部材収納スペースには、電源装置、電気部品やリード線等の配線関係の部材が配設される場合があるが、その配設される部材の種類等は、格別限定されるものではない。例えば、電源装置は、必ずしも部材収容スペースに配設する必要はない。電源装置を別置タイプとして構成することもできる。この場合、部材収容スペースは、主として配線関係の部材の配設に利用することができる。 The spacer member defines an inner peripheral wall of the main body, and, for example, a light source unit is attached to one surface side thereof. In the member storage space, there may be a case where wiring-related members such as a power supply device, electrical components, and lead wires are disposed, but the type of the disposed member is not particularly limited. For example, the power supply device is not necessarily arranged in the member accommodation space. The power supply device can be configured as a separate type. In this case, the member accommodation space can be used mainly for arranging wiring-related members.
熱伝導手段は、ヒートパイプを用いることが好適であるが、ヒートパイプに限定されるものではない。例えば、熱伝導性の高いアルミニウム合金材料等を用いてもよい。この熱伝導手段が、部材収容スペースを通過することにより、直接的に光源部の熱を筐体に伝導させることができる。
また、照明装置としては、屋内又は屋外で使用される各種照明器具に適用可能である。
請求項2に記載の照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、前記熱伝導手段は、ヒートパイプであることを特徴とする。
この構成により、光源部から本体への熱伝達を速やかに、かつ効率的に行うことが可能となる。
The heat conducting means is preferably a heat pipe, but is not limited to a heat pipe. For example, an aluminum alloy material with high thermal conductivity may be used. When the heat conducting means passes through the member accommodation space, the heat of the light source unit can be directly conducted to the housing.
Moreover, as a illuminating device, it is applicable to the various lighting fixtures used indoors or outdoors.
The lighting device according to
With this configuration, heat transfer from the light source unit to the main body can be performed quickly and efficiently.
請求項1に記載の発明によれば、発光素子の温度上昇を効果的に抑制することができるとともに、部材収容スペースを有効に確保することが可能な照明装置を提供することができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、効率的な放熱が実現できる照明装置を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide an illuminating device that can effectively suppress the temperature rise of the light emitting element and can effectively secure the member accommodation space.
According to invention of
以下、本発明の実施形態について図1乃至図9を参照して説明する。図1乃至図4は、照明装置として夜の景観を演出するライトアップ等を行うのに適する投光器を示し、図5乃至図9は、照明装置に組み込まれる光源ユニットを示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIGS. 1 to 4 show a floodlight suitable for performing lighting up or the like that produces a night scene as the lighting device, and FIGS. 5 to 9 show a light source unit incorporated in the lighting device.
図1乃至図3においては、2台の投光器10が並設されて組となった形態を示している。図2は、2台のうち、1台を分解して示しており、図2に代表して示すように、投光器10は、本体として箱状の筐体11と、この筐体11内に収容された光源部12と、筐体11と光源部12との間に介在されたスペーサ部材13と、透光性の前面カバー14とを備えている。
In FIG. 1 thru | or FIG. 3, the form with which the two
筐体11は、アルミニウム合金製のダイカストで形成されて熱伝導が良好で、前面側に開口部11aを有し、側壁外周に複数の放熱フィンが設けられている。この筐体11内には、筐体11より深さ寸法が小さく、アルミニウム等の材料から形成された箱状のスペーサ部材13が収納されて取付けられるようになっている。
The
光源部12は、後述する光源ユニット1が複数組合わされて構成されており、具体的には、16個の光源ユニット1が組合わされている。この光源部12は、スペーサ部材13を介して筐体11内に収容されるようになっている。またスペーサ部材13の背面側には、光源部12に電力を供給する電源装置17が取付けられている。
The
図3に示すように、ひとつの光源ユニット1は、上面側から見た場合、直角三角形の角部をカットした形態をなしていて、これらが組合わされて限られた面積内において、全体の照射面積が広くなるように効率的に配置されている。
As shown in FIG. 3, when viewed from the upper surface side, one
筐体11の開口部11aには、外周を化粧枠で保持され前面側に膨らんだ形状をなした透光性の前面カバー14がパッキンを介して装着されている。この前面カバー14は、ポリカーボネートやガラスの材料によって構成できる。
A
このように構成された投光器10が2台取付台15に取付けられている。取付台15は、ベース板15aと、このベース板15aの両側に設けられた支持部材15bとからなり、投光器10は、支持部材15bにねじ等の固定手段によって固定されるようになっている。また、ベース板15aには、コ字状のアーム16を取付けるための取付部材が背面側に延出して形成されており、この取付部材にアーム16が取付けられている。これによって、筐体11は、仰角が変更可能、すなわち、光の照射方向が可変できるようにアーム16に回転可能に支持される。
The two
また、筐体11の底面側からは、図示しないケーブルグランドを介して電源線が導出されている。電源線は、光源部12に電力を供給するため電源装置17に接続されている。
A power line is led out from the bottom surface side of the
このように構成された投光器10は、アーム16を例えば、構造物等に取付けて設置し、照射方向を対象物に向けて調整し、電源を投入して使用される。これにより、光源部12から出射される光は、前面カバー14を透過して対象物に照射される。
The
次に、図4を参照して筐体11内の構成について説明する。筐体11の内周壁は、箱状に形成されており、この筐体11内には、スペーサ部材13の外周縁部が筐体11の開口部11aの縁に載置されるようにして取付ねじによって固定されている。このスペーサ部材13の底壁には、光源部12が設けられており、すなわち、複数の光源ユニット1が背面側からねじ止め等によって取付けられている。
Next, the configuration in the
このスペーサ部材13は、前述のように筐体11の内周壁より深さ寸法が小さく、したがって、スペーサ部材13は、筐体11の内周壁と光源部12との間に介在し、筐体11の内周壁を区画し、筐体11の底壁側の内周壁との間に部材収容スペース18を形成している。この部材収容スペース18には、スペーサ部材13の背面側に取付けられた電源装置17が配設されるようになっている。また、図示しないリード線等の配線関係の部材が配設されている。
As described above, the
また、詳細を後述する各光源ユニット1の背面側には、アルミニウム等の熱伝導良好な受熱部材6が配設されている。そして、この受熱部材6と筐体11の底壁との間には、熱伝達手段として棒状のヒートパイプ7が設けられている。具体的には、ヒートパイプ7は、受熱部材6に形成された嵌合穴6aに嵌合され、また、筐体11の底壁に形成された嵌合穴11bに嵌合されて、これら嵌合穴6a、11bと熱的に接触するようになっている。
Further, a
したがって、ヒートパイプ7は、受熱部材6の嵌合穴6a側からスペーサ部材13に形成された貫通孔13aを通り、部材収容スペース18を通過して、筐体11の底壁の嵌合穴11b側に至るようになっている。なお、ヒートパイプ7は、スペーサ部材13に接触することなく筐体11の嵌合穴11bに取付けられることが好ましいが、接触する場合であってもよい。
Therefore, the
ヒートパイプ7は、内部に作動液が封入されており、この作動液の蒸発及び凝縮の相変化のサイクルで熱を輸送するものである。高温側で暖められた流体は、蒸発し低温側へ移動して凝縮される。凝縮された流体は、毛細管作用によって高温側へ戻る。このサイクルで高温側から低温側へ熱を移動できるものである。
The
続いて、光源ユニット1について図5乃至図9を参照して説明する。光源ユニット1は、反射体2と、基板取付け部材3と、基板4と、この基板4に実装された発光素子5とを備えている。
Next, the
反射体2は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の合成樹脂材料で形成されており、表面にアルミ蒸着された反射面21を有している。反射面21は、照射開口部22を有し、この照射開口部22に向かって拡開する曲面の一部によって形成されており、例えば、放物線を半回転させた回転放物面として構成されている。したがって、平面視においては、照射開口部22が形成する外形は、半円形状となっている。そして、この半円形状の直線部、つまり、反射面21が最大に拡開した照射開口部22の端部22a間には、補強部23が形成されている。補強部23は、照射開口部22の端部22a間を繋ぐように側面がL字状(主として図7参照)であって、桟状に形成されるものであり、反射面21の変形を抑制する機能を有している。
The
また、図6に示すように、反射面21と対向する側面側には、開口窓24が形成されている。開口窓24は、略長方形状に形成されているが、その開口部分24aは反射面21の側面形状に従い略椀状に形成されている。一方、開口窓24の両側には、基板取付け部材3の受部24bが形成されており、受部24bには、正面側から固定手段である取付ねじSが貫通するねじ貫通孔が形成されている。
Further, as shown in FIG. 6, an opening
基板取付け部材3は、アルミニウム等の熱伝導が良好な金属製であり、開口窓24の内周側に嵌合するように開口窓24と同様に略長方形状の外形に形成されている。中央部には、基板4が対向配置される開口31が形成され、上下の長辺部には、ガイド片32が折曲して形成されている。また、開口31から連続して略直角に折曲され反射面21方向へ向かう遮光部33が一体に形成されている(図5等参照)。この遮光部33は、平面視、半円形状に形成されていて、反射面21の照射開口部22が形成する半円形状と同心円状をなしている。したがって、漏れ光を遮光する調整がしやすい利点を有する。
The
基板4は、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂の矩形状の平板からなり、表面側には銅箔で形成された配線パターンが施されている。なお、基板4の材料は、絶縁材とする場合には、セラミックス材料又は他の合成樹脂材料を適用できる。また、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用することができる。
The board |
基板4の表面側には、発光素子5がホルダ51を介して実装されている。発光素子5は、表面実装型のLEDパッケージであり、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたLEDチップと、このLEDチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。LEDチップは、青色光を発光する青色のLEDチップである。モールド用の透光性樹脂は、LEDチップの発光を吸収して黄色系の光を発生する蛍光体を含有しており、LEDチップから出射される光は、LEDパッケージの透光性樹脂を経て白色や電球色等の白色系の発光色となって外部へ放射されるようになっている。なお、LEDは、チップ・オン・ボード方式で直接基板4に実装するようにしてもよく、実装方式は、格別限定されるものではない。
On the surface side of the
このように発光素子5が実装された基板4は、基板取付け部材3の開口31に対向するように取付けられる。また、基板4が取付けられた基板取付け部材3は、反射体2の開口窓24に位置決めされて取付けられる。この場合、基板取付け部材3の外形は、開口窓24の内周側に嵌合するように形成されており、基板取付け部材3のガイド片32が開口窓24に案内され、さらに、基板取付け部材3の前面側が開口窓24の受部24bに当接されて位置決めされて配置される。その後、正面側から取付ねじSによってねじ止めされて取付けられる。
したがって、基板取付け部材3は、規定された位置に精度よく、容易に配置され、反射面21の焦点に発光素子5が配置されるようになる。
Thus, the
Therefore, the
以上のように構成された光源ユニット1において、図7に示すように、反射面21は、側面側を中心線Cとして放物線を半回転させた回転放物面として形成されている。そして、側壁としての基板取付け部材3に取付けられた基板4上の発光素子5は、反射面21に包囲されるように対向しており、発光素子5は、反射面21の放物面の焦点に配置されるようになっている。また、遮光部33は、その先端部と発光素子5とを結ぶ延長線Lが反射面21における照射開口部22の開口端より少しばかり下方に位置するように配設されている。
In the
次に、図6に示すように、光源ユニット1の背面側には、前述した受熱部材6及びこの受熱部材6に結合されるヒートパイプ7が配設されるようになっている。受熱部材6は、略長方形状をなし、基板4の背面側に密着するように取付けられている。また、その厚み方向の寸法内において嵌合穴6aが形成され、この嵌合穴6aにヒートパイプ7が嵌合されている。
Next, as shown in FIG. 6, the
基本的には、各光源ユニット1に対して、それぞれヒートパイプ7が配設されるが、図8及び図9に示すように、光源ユニット1の背面同士が相対するように組み合わされる2つの光源ユニット1の部分においては、受熱部材6が双方の背面側で挟持された状態で固定されるようになっている。したがって、1つの受熱部材6が2つの光源ユニット1の受熱機能を果たしており、ヒートパイプ7も1つのヒートパイプ7が2つの光源ユニット1の熱伝達を行うようになっている。このように、1つのヒートパイプ7が複数の光源ユニット1の熱伝達を兼用するように構成されている。
Basically, a
次に、本実施形態の作用を説明する。電源を投入し、基板4を介して発光素子5に通電すると、発光素子5が発光し、その光は、図7に示すように、主として反射面21によって反射され、照射開口部22の方向Aへ向かって放射される。ここで、発光素子5は、反射面21の焦点に配置されているので、照射開口部22の方向へ向かう光は、不用意にビームの開きが大きくなったり、拡散したりすることなく、平行光線となって放射されるようになる。したがって、対象物へスポットをあてて有効に光を照射することが可能となり、また、所期の配光設計の容易化が実現できる。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the power is turned on and the
また、反射体2は、合成樹脂材料で形成されているので、反射面21が変形し、発光素子から出射される光を対象物へ有効に照射できなくなる虞があるが、補強部23が形成されているので、これにより反射面21の変形を抑制することができ、光を対象物へ有効に照射する機能を維持することができる。
In addition, since the
さらに、遮光部33は、その先端部と発光素子5とを結ぶ延長線Lが照射開口部22の開口端より下方に位置するように配設されているので、反射面21によって反射される有効な光Aをほとんど遮ることなく、発光素子5から出射される光のうち、反射面21に反射されない不必要な直接光は、遮光部33によって遮られ漏れ光として外部に放射されるのを確実に抑制することができる。
Further, since the light shielding portion 33 is disposed so that the extension line L connecting the tip portion and the
また、発光素子5の発光中は、発光素子5から熱が発生するが、この熱は、基板4の背面側から受熱部材6を経てヒートパイプ7に伝導される。ヒートパイプ7に伝導された熱は、作動液の蒸発及び凝縮の相変化のサイクルで直接的にヒートシンクとして作用する放熱面積の大きな筐体11へと速やかに伝達される。これによって筐体11から効果的に放熱が行われる。したがって、発光素子5の温度上昇の抑制が促進される。
While the
さらに、このような光源部12からの熱伝達、筐体1への効果的な放熱によって、光源部12に隣接する部材収容スペース18の温度上昇を抑制することができ、部材収容スペース18を有効に確保することができる。例えば、部材収納スペース18に配設された電源装置17や配線関係の部材への熱的影響を軽減できる。
Further, the heat transfer from the
したがって、光源部12の近くに電源装置17等を配設することが可能になり、この場合、部材収容スペース18を小さくできるとともに筐体11のコンパクト化が実現でき、また、配線長を短くすることが可能となる。
Accordingly, the
以上のように本実施形態によれば、発光素子5の温度上昇を抑制することができるとともに、発光素子5から発生する熱をヒートパイプ7によって直接的に筐体11へ伝達し放熱するようにしたので、部材収容スペース18を有効に確保することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the temperature rise of the
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、電源装置をスペーサ部材の背面側に取付ける場合について説明したが、電源装置は、筐体側に取付けるようにしてもよい。さらに、電源装置は、必ずしも部材収容スペースに配設する必要はない。電源装置を別置タイプとして構成することもできる。この場合、部材収容スペースは、主として配線関係の部材の配設に利用される。 In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary of invention. For example, although the case where the power supply device is attached to the back side of the spacer member has been described in the above embodiment, the power supply device may be attached to the housing side. Furthermore, the power supply device is not necessarily arranged in the member accommodation space. The power supply device can be configured as a separate type. In this case, the member accommodation space is mainly used for arranging wiring-related members.
また、光源部は、上記実施形態で示した光源ユニットを用いる場合に限定されるものではない。発光素子を光源として用いるものであれば、格別その形態は限定されない。加えて、熱伝導手段は、ヒートパイプを用いることが効率的な面から好適であるが、ヒートパイプに限定されるものではない。例えば、熱伝導性の高いアルミニウム合金材料等を用いてもよい。
さらに、照明装置としては、屋内又は屋外で使用される各種照明器具に適用可能である。
Further, the light source section is not limited to the case where the light source unit shown in the above embodiment is used. As long as the light emitting element is used as a light source, the form is not particularly limited. In addition, the heat conduction means is preferably a heat pipe from the viewpoint of efficiency, but is not limited to the heat pipe. For example, an aluminum alloy material with high thermal conductivity may be used.
Furthermore, the lighting device can be applied to various lighting fixtures used indoors or outdoors.
1・・・光源ユニット、2・・・反射体、3・・・基板取付け部材、
5・・・発光素子(LED)、7・・・熱伝導手段(ヒートパイプ)、
10・・・照明装置(投光器)、11・・・本体(筐体)、12・・・光源部、
13・・・スペーサ部材、18・・・部材収容スペース、21・・・反射面、
DESCRIPTION OF
5 ... Light emitting element (LED), 7 ... Heat conduction means (heat pipe),
DESCRIPTION OF
13 ... Spacer member, 18 ... Member housing space, 21 ... Reflecting surface,
Claims (2)
この本体内に収容され、発光素子を光源とする光源部と;
前記本体の内周壁と光源部との間に介在され、本体の内周壁との間に部材収容スペースを形成するスペーサ部材と;
前記光源部と本体の内周壁とを、前記部材収容スペースを通過して熱的に結合する熱伝導手段と;
を具備することを特徴とする照明装置。 A body having thermal conductivity;
A light source unit housed in the main body and having a light emitting element as a light source;
A spacer member interposed between the inner peripheral wall of the main body and the light source part and forming a member receiving space between the inner peripheral wall of the main body;
Heat conduction means for thermally coupling the light source part and the inner peripheral wall of the main body through the member housing space;
An illumination device comprising:
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